钢结构设计作业 文档

学号：??20075093125????

??

20075093125????

学 院 土木工程学院

土木（2）班

专 业 土木工程 年 级 2007

姓 名 吴赟 指导教师 熊瑞生

2010年7月13日

EMBED Equation.KSEE3 \\* MERGEFORMAT

一、屋架形式及几何尺寸

屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸如附图所示。

二、支撑布置

由于厂房长度有120米，故在厂房两端和中间开间设置上、下弦横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在上、下弦水平支撑节间端部设置系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余为柔性系杆。凡与支撑连接的屋架编号为WJ-1， 其余屋架为WJ-2。（见下图）

??PAGE ??6??1??

??

??

支撑布置图

三、杆件截面设计

腹杆最大内力，N=96.689KN，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取8mm；其余节点板与垫板厚度去6mm。 1、上弦杆

整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=110.627KN 计算长度：屋架平面内取节间轴线长度Lox =1844mm

屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支持作业，取上弦横向水平支撑的节间长度：Loy=3675mm。

因为2Lox≈loy，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见下图

SHAPE \\* MERGEFORMAT

6 设λ=120，查轴心受力稳定系数表，φ=0.437

3需要截面积 = EMBED Equation.3 =127.101×10/（0.437×215）=1353 需要回转半径=Lox/λ=1844/120=1.54 cm =loy/λ=3675/120=3.06cm

2根据需要的、、 查角钢型钢表，初选 2 L 90565，A=1442mm EMBED Equation.3 =1.59cm ， EMBED Equation.3 =4.32cm。 按所选角钢进行验算

λx= Lox/λ=1844/15.9=116＜[λ]=150 λy= loy/λ=3675/43.2=85＜[λ]=150

由于b/t=90/5=18＜0.56loy/b=0.56×3675/90=22.87则： λyz=λy

3

故φ=φxφ=0.458，有因为N/（φA）=127.101×10/（0.458×1442）=192N/mm2＜215N/mm2 所选截面合适。 2、下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=-127.615KN 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Lox =3675 屋架平面外根据支撑布置取Loy=7500mm。 设λ=120，查轴心受力稳定系数表，φ=0.437

32

需要截面积 = EMBED Equation.3 =127.615×10/215=594mm 初选 2 L 90565，A=1442mm EMBED Equation.3 =4.32cm。

按所选角钢进行验算，取An=A

3

N/An=-127.615×10/1442=-88N/mm

λx= Lox/λ=3675/15.9=231＜[λ]=250 λy= loy/λ=7500/43.2=174＜[λ]=350 所选截面合适。

SHAPE \\* MERGEFORMAT 2

=1.59cm ， EMBED Equation.3

6 ??PAGE ??6??2??

3、端斜杆Ba

已知N=96.689KN，Lox=loy=2540mm，故采用等肢角钢使 EMBED Equation.3 Equation.3

。

= EMBED

初选用2L70×5，见下图。

SHAPE \\* MERGEFORMAT A=1376mm， EMBED Equation.3 =2.16cm， EMBED Equation.3 6 =3.24cm。

6 λx= Lox/λ=2540/21.6=118＜[λ]=150； λy= loy/λ=2540/32.4=78＜[λ]=150。 422

由于b/t=70/5=14＜0.58Loy/b=0.58×2540/70=21，则λyz=λy{1+0.475×b/（Loyt）}=84 所以φ=φx=0.447

22 N/(φA)=96689/（0.447×1376）=157N/mm＜215N/mm所选截面满足要求。

填板放两块：La=84.7cm＜40 EMBED Equation.3 =40×2.16=86.4cm 4、斜杆Bb

已知N=-55.79KN ，计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Lox=0.8×L=0.8×2540=2032mm，屋架平面外根据支撑布置取Loy=2540mm。选用2L70×5，见下图。 SHAPE \\* MERGEFORMAT A=1376mm， EMBED Equation.3 =2.16cm， EMBED Equation.3 =3.24cm。 8 N/A=-55.79×10/1376=-40.5N/mm＜215N/mmλx= Lox/λ=2032/21.6=90＜[λ]=350； λy= loy/λ=2540/32.4=78＜[λ]=350。 所选截面满足要求。

填板放两块，La=84.7cm＜80 EMBED Equation.3 3

2

2 =80×2.16=172.8cm 5、中竖杆Cb

已知N=19.067KN，L0=0.9×1906=1715.4mm，选用2L45×5的等肢角钢，并采用十字型截面，见下图。

A=858mm， EMBED Equation.3 =1.37cm，

λox= Lo/λ=1715.4/13.7=125＜[λ]=150； 所以φ=φx=0.411

22

N/(φA)=19067/（0.411×858）=54N/mm＜215N/mm所选截面满足要求。

填板放三块：La=47.7cm＜40iox =40×1.37=54.8cm

其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见下表： 四、节点设计

w2

用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值ff=160N/mm 各杆件内力表由下表查得，最小焊缝长度不应小于8hf。 1、下弦节点b见下图 （1）、斜杆Bb与节点的连接焊缝计算： N=-55.79KN，设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm和4mm。所需焊缝长度为：

肢背： EMBED Equation.3 +10=43mm，取 EMBED Equation.3 ＝60mm

??PAGE ??6??3??

杆件 名称??内力 内力 设计值N

（KN）??计算长度（mm）??选用截面??截面积

计算长度（mm）??选用截面??截面积

选用截面??截面积

截面积

2

A（mm）??回转半径（mm）???? EMBED Equation.3 ??????[λ]???? EMBED Equation.3 ??????

????

回转半径（mm）???? EMBED Equation.3 ??????[λ]???? EMBED Equation.3 ??????计算应力

????

（N/?? EMBED Equation.3 ??????）??填板

?? EMBED Equation.3 ??????[λ]???? EMBED Equation.3 ??????计算应力（N/?? EMBED

????

Equation.3 ??????）??填板

[λ]???? EMBED Equation.3 ??????计算应力（N/?? EMBED Equation.3 ??????）??填板

??

?? EMBED Equation.3 ??????计算应力（N/?? EMBED Equation.3 ??????）??填板

??

计算应力（N/?? EMBED Equation.3 ??????）??填板

填板

(块)?????????? EMBED Equation.3 ???????? EMBED Equation.3 ???????????? EMBED

????

Equation.3 ???????? EMBED Equation.3 ??????????????????上弦杆??127.101??1844??3675??短

????

肢相并2L90×56×5??1442??15.9??43.2??116??150??0.458??192??2????下弦杆

??-127.615??3675??7500??短肢相并2L90×56×5??1442??15.9

??43.2??231??350??/??-88??2????Aa??9.534??1600??1600??T型截面2L45×

5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????Ba??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Bb??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????Cb??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Db??26.026??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Dc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Ec??-2.021??1770.4??2213??十字型截面2L45×

5??858??13.7??21.8??129??150??/??-2.4??4????Fc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Fd??26.026??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Gd??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Hd??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×

5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????He??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Ie??9.534??1600??1600??T型截面2L45×5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????

???????? EMBED Equation.3 ???????? EMBED Equation.3 ???????????? EMBED Equation.3

????

???????? EMBED Equation.3 ??????????????????上弦杆??127.101??1844??3675??短肢相并2L90????

×56×5??1442??15.9??43.2??116??150??0.458??192??2????下弦杆??-127.615??3675??7500??短肢相并2L90×56×5??1442??15.9 ??43.2??231??350??/??-88??2????Aa??9.534??1600??1600??T型截面2L45×5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????Ba??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Bb??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????Cb??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Db??26.026??2208??2760??T型截面2L70×

??PAGE ??6??4??

5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Dc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Ec??-2.021??1770.4??2213??十字型截面2L45×

5??858??13.7??21.8??129??150??/??-2.4??4????Fc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Fd??26.026??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Gd??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Hd??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×

5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????He??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Ie??9.534??1600??1600??T型截面2L45×5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????

?????? EMBED Equation.3 ???????? EMBED Equation.3 ???????????? EMBED Equation.3

????

???????? EMBED Equation.3 ??????????????????上弦杆??127.101??1844??3675??短肢相并2L90????

×56×5??1442??15.9??43.2??116??150??0.458??192??2????下弦杆??-127.615??3675??7500??短肢相并2L90×56×5??1442??15.9 ??43.2??231??350??/??-88??2????Aa??9.534??1600??1600??T型截面2L45×5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????Ba??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Bb??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????Cb??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Db??26.026??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Dc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Ec??-2.021??1770.4??2213??十字型截面2L45×

5??858??13.7??21.8??129??150??/??-2.4??4????Fc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Fd??26.026??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Gd??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Hd??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×

5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????He??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Ie??9.534??1600??1600??T型截面2L45×5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????

???? EMBED Equation.3 ???????? EMBED Equation.3 ???????????? EMBED Equation.3

????

???????? EMBED Equation.3 ??????????????????上弦杆??127.101??1844??3675??短肢相并2L90????

×56×5??1442??15.9??43.2??116??150??0.458??192??2????下弦杆??-127.615??3675??7500??短肢相并2L90×56×5??1442??15.9 ??43.2??231??350??/??-88??2????Aa??9.534??1600??1600??T型截面2L45×5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????Ba??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Bb??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????Cb??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Db??26.026??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Dc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Ec??-2.021??1770.4??2213??十字型截面2L45×

5??858??13.7??21.8??129??150??/??-2.4??4????Fc??13.702??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??22??2????Fd??26.026??2208??2760??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??102??150??0.542??35 ??2????Gd??19.067??1715.4??1906??十字型截面2L45×5??858??13.7??21.8??125??150??0.411??54??3????Hd??-55.79??2032??2540??T型截面2L70×

5??1376??21.6??32.4??90??350??/??-40.5??2????He??96.689??2540??2540??T型截面2L70×5??1376??21.6??32.4??118??150??0.447??157??2????Ie??9.534??1600??1600??T型截面2L45×5??858??13.7??21.8??117??150??0.453??25??2????

?? EMBED Equation.3 ???????? EMBED Equation.3 ???????????? EMBED Equation.3

????

???????? EMBED Equation.3 ??????????????????上弦杆??127.101??1844??3675??短肢相并2L90????

??PAGE ??6??5??